افزایش 40 برابری سرعت ساخت پردازنده با پلتفرم cuLitho انویدیا

شهر سخت افزار

بروزرسانی 1402/01/02 - 17:15

افزایش 40 برابری سرعت ساخت پردازنده با پلتفرم cuLitho انویدیا

شهر سخت افزار/ انویدیا در جریان مراسم GTC 2023 نرم‌افزار جدیدی به نام cuLitho را رونمایی کرده که می‌تواند سرعت طراحی و ساخت تراشه را تا 40 برابر بهبود دهد. نرم افزار cuLitho سرعت ساخت یکی از قطعات مهم فرایند تراشه‌سازی (Photomask) را از چند هفته به هشت ساعت کاهش می‌دهد.

نرم‌افزار جدید انویدیا که یکی از گلوگاه‌های مهم را در فرایند تولید پردازنده از بین می‌برد. تیم سبز ادعا کرده که نرم‌افزار جدید بر روی ۵۰۰ سیستم DGX H100 مجهز به چهار هزار پردازنده‌ گرافیکی Hopper اجرا شده و با سازندگان این امکان را می‌دهد با ۴۰ برابر سرعت بیشتر و ۹ برابر مصرف انرژی کمتر به طراحی پردازنده بپردازند.

با استفاده از پلتفرم cuLitho می‌توان یک Photomask را به جای چند هفته در عرض تنها هشت ساعت تولید کرد. در همین رابطه غول های بزرگ تراشه سازی نظیر TSMC و ASML و Synopsys با انویدیا وارد همکاری شده‌اند تا با استفاده از cuLitho فرآیند تولید تراشه‌ را با تراکم ترانزیستور بیشتر، لیتوگرافی مبتنی‌ بر هوش مصنوعی و افزایش بازدهی ادامه دهند.

دانشمندان انویدیا الگوریتم‌های جدیدی خلق کرده‌اند تا بتوان پردازش‌های پیچیده‌ لیتوگرافی محاسباتی را به‌طور موازی روی پردازنده‌های گرافیکی اجرا کرد. این الگوریتم‌ها در قالب نرم‌افزار cuLitho ارائه می‌شوند.

چاپ کردن قطعات ریز روی تراشه، با یک تکه کوارتز به نام فتومسک شروع می‌شود. این کوارتزِ شفاف روی خودش الگوی حکاکی‌شده‌ی ویژه‌ای دارد که مثل شابلون عمل می‌کند. تاباندن نور به فتومسک، طرح را روی ویفر حک می‌کند و باعث ساخت میلیاردها ترانزیستور سه‌بعدی و ساختارهای سیم‌مانند می‌شود که یک تراشه‌ی مدرن را تشکیل می‌دهند.

برای ساخت تراشه باید نور را در مقادیر مختلف به فتومسک تاباند تا بتوان تراشه را در چند لایه تولید کرد. بدین ترتیب تعداد فتومسک‌های مورداستفاده در فرایند تراشه‌سازی، بسته به نوع پردازنده متفاوت است و انویدیا می‌گوید ساخت هر تراشه‌ H100 نیازمند ۸۹ فتومسک است. اینتل در ساخت پردازنده‌های ۱۴ نانومتری خود از بیش از ۵۰ فتومسک استفاده می‌کند.

انجام پردازش‌های مربوط‌به لیتوگرافی محاسباتی به تعداد سرور قدرتمند نیاز دارد که حتی با وجود سیستم‌های امروزی، ساخت هر فتومسک ممکن است هفته‌ها طول بکشد. البته زمان مورد نیاز وابستگی مستقیمی به میزان پیچیده بودن تراشه دارد و 5 روز طول می‌کشد تا اینتل یک Photomask بسازد.